Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在探究“作用在同一物體、同一直線上且方向相反的兩個(gè)力的合力大小，與這兩個(gè)力其中一個(gè)力大小的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將一塊薄木板水平固定，在木板中央開一小孔，將一根彈簧的下端固定在木板上，如圖甲所示；

②在彈簧的上端系一根細(xì)線，細(xì)線的另一端穿過木板小孔后掛1個(gè)重力為2N的鉤碼，在彈簧的上端掛彈簧測(cè)力計(jì)，并豎直向上提，當(dāng)彈簧被拉長一定長度后，保持靜止。讀出并記錄此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1為7N，鉤碼對(duì)彈簧的拉力F2為2N，用刻度尺量出此時(shí)彈簧的長度L，如圖乙所示；

③取下鉤碼和細(xì)線，只用彈簧測(cè)力計(jì)掛在彈簧上端，并豎直向上提，使彈簧被拉伸后的長度仍為L，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為5N，記為F，如圖丙所示；

④取下彈簧測(cè)力計(jì)后，彈簧恢復(fù)原狀。

請(qǐng)你依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程，回答下面問題：

（1）此實(shí)驗(yàn)中，之所以可以用力F代表F1、F2兩個(gè)力的合力，是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中保證了同一根彈簧___________，使得F與F1 、F2兩個(gè)力的共同作用是等效的。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以猜想F、F1 、F2三個(gè)力之間存在的數(shù)學(xué)關(guān)系是：F=_____（用上述測(cè)得量的字母表示）。

（3）若想證明這個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系是普遍適用的，應(yīng)保持鉤碼重力不變，改變F1的大小至少再做_______（選填“2”、“3”或“5”）次實(shí)驗(yàn)。

Answer 1

【答案】兩次拉伸（形變）的長度（程度）相同 F1-F2 5

【解析】

(1)[1]兩次拉伸彈簧長度相同，拉力才相同，即第二次拉力5N才是第一次拉伸彈簧的力；

(2)[2]測(cè)力計(jì)掛鉤受到向上的拉力為F1，掛鉤同時(shí)受下面彈簧向下的拉力為F和鉤碼向下拉力F2，測(cè)力計(jì)掛鉤靜止時(shí)，三力平衡，所以

F1=F+F2

F=F1-F2；

(3)[3]證明數(shù)學(xué)關(guān)系式存在，應(yīng)多次測(cè)量找關(guān)系，所以改變F1的大小至少再做5次實(shí)驗(yàn)。